タコニス振動系における時空カオスの実験的研究

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熱音響振動の代表例でもあるタコニス振動は非常に豊富な非線形現象を示す実験系であることが過去の我々の研究で実証されている。 熱対流現象などの他の流体現象と比較して多くの利点を有しさらに他の流体現象と同じく時間的にも空間的にも複雑な振舞いを見せる。我々の研究目的はこの現象を自由度の大きいカオスとして捉え時空カオスの定量的記述方法に注目しながらその普遍的性質を実験的に明らかにすることを目的とする。 内部の流体の振舞いを光計測を通して非接触で観測しまた実際に空間の64ヵ所に設置された小型圧力センサーにより音響変数を時間的及び空間的にサンプリング(A/D変換)しその時系列を調べることとした。前者についてはガラス管で作成したパイプ内部の作業流体のゆっくりした挙動を調べた。レーザ光(0.1watt)を各種レンズを用いてシート状にしパイプの中心付近にあて振動流体の様子をビデオおよびカメラで撮影記憶した。非常に複雑な音響流の観測に成功した。音響流の作る大域的構造は非常に複雑で振動圧力に非常に敏感に応答する。圧力変換器ではこれらの特徴は決して捉える事ができなかった。 詳しくは現在画像処理し解析中である。 後者については現在64チャンネル用の信号増幅器(自作)が複数チャンネル間のカップリングによりノイズが除去できていないのが現状である。信号は出ているのだが解析するに足る信用できるものになっていない。今後は増幅器を外注し時空カオスの時系列データを解析し提案されているモデルの妥当性を評価したい。